Kvantni računar

Kvantni računar je bilo kakav uređaj za računanje koji direktno koristi različite kvantnomehaničke fenomene, kao što su superpozicija i povezanost (spregnutost), kako bi obavile operacije nad podacima. U klasičnom (ili konvencionalnom) računaru, količina podataka je mjerena bitovima - u kvantnom su računaru podaci mjereni qubitovima (od engl. quantum bit). Osnovni princip kvantnog računanja jeste to da se kvantna svojstva čestica mogu koristiti za predstavljanje i strukturiranje podataka, i da kvantni mehanizmi mogu biti iskorišteni za izvođenje operacija nad ovim podacima.^[1] Kvantno računarstvo je začeto početkom ranih 1980-tih godina kvantnim mehaničkim modelom Turingove mašine koju je postavio fizičar Paul Benioff.^[2]

Blochova sfera je reprezentacija qubita, fundamentalnog gradivnog bloka kvantnih računara.

Iako je kvantno računarstvo još uvijek u relativno mladoj dobi, izvedeni su eksperimenti u kojima su kvantne računske operacije izvedene na vrlo malom broju qubita. Istraživanja i u teoretskim i u praktičnim područjima, nastavljaju frenetičnim tempom, i vlade mnogih država, te agencije za finansiranje vojnih tehnologija, potpomažu istraživanje kvantnog računarstva, kako bi se kvantni računari razvili za civilne svrhe, kao i za one koje se tiču pitanja od nacionalne sigurnosti, kao što je kriptoanaliza.^[3]

Naširoko se vjeruje da ukoliko kvantni računari velikih razmjera mogu biti napravljeni, da će biti u mogućnosti riješiti određene probleme eksponencijalno brže od klasičnih računara. Kvantni su računari različiti od ostalih računara kao što su DNK računari i tradicionalnih računara zasnovanih na tranzistorima, iako su ultimativno i svi tranzistori zasnovani na kvantnomehaničkim efektima (npr. osiromašena područja). Neke računarske arhitekture kao što su optički računari koje mogu koristiti klasičnu superpoziciju elektromagnetskih talasa, ali bez specifičnih kvantnomehaničkih resursa kao što je povezanost, ne dijele potencijal za računskim ubrzavanjima kvantnih računara.

Razvoj

U oktobru 2012., Nobelove nagrade su dodijeljene David J. Wineland-u i Serge Haroche-u za njihov temeljni rad na razumijevanju kvantnog svijeta, djelo koje će, možda, voditi ka omogućavanju kvantnog računanja.^[4]

U novembru 2012., se pojavljuje izvještaj da je učinjena teleportacija sa jednog makroskopskog objekta na drugi.^[5]

U februaru 2013., nova tehnika sampliranja bozona je objavljena od strane dvije grupe, uz korištenje fotona kao optičke rešetke, što nije univerzalni kvantni računar ali može biti dovoljno dobro za praktične probleme.^[6]

U maju 2013., Google Inc je objavio da pokreće svoj Quantum Artificial Intelligence Lab, koji će biti smješten u NASA-inom Ames Research Center. U laboratoriji će se nalaziti 512-qubitni kvantni računar proizvođača D-Wave Systems, i USRA (Universities Space Research Association) će pozivati istraživače iz cijelog svijeta da ga koriste. Cilj studije jeste da prouči kako kvantno računanje može unaprijediti mašinsko učenje.^[7]

godine 2014., grupa istraživača sa ETH Zürich, USC, Google i Microsoft su izvijestili o kvantnom ubrzanju, i nisu bili u mogućnosti da izmjere kvantno ubrzanej pomoću D-Wave Two uređaja, ali ga nisu eksplicitno ni diskvalificirali.

Godine 2014., istraživači na "University of New South Wales" su koristili silicij kao zaštitnu školjku oko kubita, čineći ih tačnijima, i prudužavajući trajanje njihovog zadržavanja informacija i moguće, čineći time da kvantni računari budu lakše proizvedeni.

u aprilu 2015. IBM-ovi naučnici tvrde da su postigli dva kritična napretka u pravcu realizacije praktičnog kvantnog računara. Oni tvrde da postoji sposobnost detektovanja i mjerenja obje vrste kvantnih grešaka istovremeno, kao i novi, kvadratni dizajn kvantno bitnih električnih krugova (quantum bit) koji se može skalrita na veće dimenzije.

Također pogledajte

DNK računarstvo

Reference

^ "Quantum Computing with Molecules" članak u časopisu Scientific American autora Neila Gershenfelda i Isaaca L. Chuanga - općenito pristupačan pregled kvantnog računarstva.
^ Benioff, Paul (1980). "The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines". Journal of Statistical Physics. 22 (5): 563–591. Bibcode:1980JSP....22..563B. doi:10.1007/bf01011339.
^ Quantum Information Science and Technology Roadmap za osjećaj gdje istraživanje vodi.
^ http://www.nytimes.com/2012/10/14/opinion/sunday/the-possibilities-of-quantum-information.html
^ http://www.technologyreview.com/view/507531/first-teleportation-from-one-macroscopic-object-to-another/
^ http://www.sciencemag.org/content/339/6121.toc (preko en wiki)
^ http://googleresearch.blogspot.co.uk/2013/05/launching-quantum-artificial.html

Vanjski linkovi

Commons logo

Commons ima datoteke na temu: Kvantni računar

[1] "Quantum Computing with Molecules" članak u časopisu Scientific American autora Neila Gershenfelda i Isaaca L. Chuanga - općenito pristupačan pregled kvantnog računarstva.

[The_computer_as_a_physical_system2-2] Benioff, Paul (1980). "The computer as a physical system: A microscopic quantum mechanical Hamiltonian model of computers as represented by Turing machines". Journal of Statistical Physics. 22 (5): 563–591. Bibcode:1980JSP....22..563B. doi:10.1007/bf01011339.

[3] Quantum Information Science and Technology Roadmap za osjećaj gdje istraživanje vodi.

[4] ttp://www.nytimes.com/2012/10/14/opinion/sunday/the-possibilities-of-quantum-information.html

[5] ttp://www.technologyreview.com/view/507531/first-teleportation-from-one-macroscopic-object-to-another/

[6] ttp://www.sciencemag.org/content/339/6121.toc (preko en wiki)

[7] ttp://googleresearch.blogspot.co.uk/2013/05/launching-quantum-artificial.html

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]